JPH05316750A - 電力変換装置の再起動制御回路 - Google Patents

電力変換装置の再起動制御回路

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JPH05316750A
JPH05316750A JP4140987A JP14098792A JPH05316750A JP H05316750 A JPH05316750 A JP H05316750A JP 4140987 A JP4140987 A JP 4140987A JP 14098792 A JP14098792 A JP 14098792A JP H05316750 A JPH05316750 A JP H05316750A
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JP
Japan
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overcurrent
trip
restart
power converter
waveform
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Application number
JP4140987A
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English (en)
Inventor
Koji Kamimura
浩二 上村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過電流トリップの原因や発生頻度に応じて、
適確できめの細かい再起動制御を可能にする。 【構成】 インバータ20等の電力変換装置の過電流ト
リップ時の再起動を制御する制御回路において、インバ
ータ20に流れる過電流を検出する過電流検出部3と、
過電流検出部3により検出された過電流を取り込んで過
電流波形の特徴を記憶する波形記憶部5と、波形記憶部
5から出力される過電流波形の特徴に基づき再起動の要
否を判断する再起動制御部8とを備える。更に、トリッ
プの発生頻度を検出するトリップ頻度検出部7を設け、
再起動制御部8において永久トリップレベルとの比較判
定も行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力変換装置の再起動
制御回路に関し、詳しくは、過電流トリップによりイン
バータ等の運転が停止された場合に、再起動の要否を判
断してその判断結果に応じた制御動作を行なう再起動制
御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータの運転停止により生産性が著
しく低下する分野では、インバータの連続運転を維持す
るためにいわゆるトリップレスのインバータ制御方式が
種々提案されているが、過電流によりインバータトリッ
プが発生するおそれは皆無ではない。このように過電流
トリップが発生した場合、その後、インバータの運転を
復帰させるには、インバータ内部で単にリセットをかけ
る方法が一般的である。また、トリップの発生回数に上
限を決め、その後のリセット回数に制限を設ける方法も
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
自動復帰方法のうち、特にリセット回数に制限を設ける
方法では、リセットの制限をトータルのトリップ発生回
数に基づいて決めているため、適確な判断を行なうこと
が難しい。すなわち、インバータの使用環境がノイジー
である場合には、実際に過電流が発生していないにも関
わらずトリップ動作(つまり誤動作)してしまうおそれ
があり、ノイジーでない環境で使用している場合と比べ
てトリップ発生回数にも違いが生じてくる。また、過電
流の種類も当然判らないわけであるから、装置を破壊す
る危険性が少ないような過電流である場合にも、所定の
制限回数に達するまでトリップ及びリセット動作を繰り
返すという無駄があった。
【0004】つまり従来では、トータルのトリップ発生
回数等に注目して一律に再起動条件を決定していたた
め、有効かつ適確な再起動制御を行なうことができない
という問題があった。本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、過電流
波形やトリップの発生頻度等をきめ細かく把握して適確
な再起動制御を行なうようにした電力変換装置の再起動
制御回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】まず、過電流トリップに
は、負荷が重かったり負荷が急変したショックで発生す
るものや、電力変換装置を構成するパワトランジスタ等
のスイッチング素子の上下アーム短絡、出力短絡、更に
は出力側からのサージによるものなど、様々な種類があ
る。そして、これらの場合には過電流波形に特徴を持っ
ており、その特徴を認識できればそれに適応した制御が
可能になる。従って、過電流波形をよく認識した上で、
負荷が要因であるトリップに対してはトリップ要因を除
去した上で再起動すればよく、サージ等による場合には
これらが一時的なものであるためそのまま再起動すれば
よい。
【0006】問題となるのは短絡によるトリップである
が、出力短絡は、まず、システムに異常が発生している
ことが明白であるので再起動させないこととする。ま
た、アーム短絡は短絡時間がスイッチング素子の特性
上、問題のない範囲内であれば再起動させるが、その範
囲を越えてしかもその頻度が高い場合には制御系に問題
が発生している可能性が高いため、再起動させないよう
にする。
【0007】第1の発明は上述の知見に基づいてなされ
たものであり、電力変換装置に流れる過電流を検出する
過電流検出部と、過電流検出部により検出された過電流
を取り込んで過電流波形の特徴を記憶する波形記憶部
と、波形記憶部から出力される過電流波形の特徴に基づ
き電力変換装置の再起動の要否を判断する再起動制御部
とを備えたものである。
【0008】次に、トリップ発生の頻度は、現時点まで
のトータル数ではなく時間的な集中度で見る必要があ
る。これは前述したアーム短絡のことを考えてみると明
らかである。自動復帰制御の場合、最も注意しなくてな
らないのがトリップの集中度であり、トリップが集中す
るときには何か重大な問題があると考えられるため、集
中度が高いときには再起動を中止し、永久トリップする
必要がある。
【0009】第2の発明は上述の知見に基づいてなされ
たものであり、電力変換装置に流れる過電流を検出する
過電流検出部と、過電流検出部により検出された過電流
を取り込み、過電流の大きさに対応する定量値を所定の
時定数により減衰させながらトリップ発生時ごとに積算
するトリップ頻度検出部と、トリップ頻度検出部から出
力される積算値を永久トリップレベルと比較して電力変
換装置の再起動の要否を判断する再起動制御部とを備え
たものである。
【0010】また、第3の発明は第1及び第2の発明を
組み合わせたもので、前記過電流検出部と、波形記憶部
と、トリップ頻度検出部と、再起動制御部とを備え、再
起動制御部は、波形記憶部から出力される過電流波形の
特徴、トリップ頻度検出部から出力される積算値、永久
トリップレベルに基づき電力変換装置の再起動の要否を
判断するものである。
【0011】
【作用】第1の発明においては、波形記憶部が過電流波
形の最大ピーク値やこのピーク値に至るまでの傾き(電
流の増加率)等の特徴を記憶する。再起動制御部は、こ
れらの特徴をパラメータとして電力変換装置の再起動の
要否を判断するべく作用する。
【0012】第2の発明においては、トリップ頻度検出
部が過電流の大きさに対応する定量値を所定の時定数に
より減衰させながらトリップ発生時ごとに積算する。従
って、過電流トリップが短時間のうちに集中して発生す
ると、トリップ頻度検出部による定量値の積算値は大き
な値となる。再起動制御部は、この積算値を予め設定さ
れた永久トリップレベルと比較し、この永久トリップレ
ベルを越える場合に電力変換装置の再起動を禁止して永
久トリップさせるように作用する。
【0013】第3の発明においては、上記第1及び第2
の発明を組み合わせて、過電流波形の特徴及び前記積算
値の双方を再起動制御部に取り込む。再起動制御部は、
これらのデータ及び永久トリップレベルに基づいて再起
動の要否を判断するべく作用する。
【0014】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図1は第1ないし第3の発明の実施例を示すブロッ
ク図である。なお、この実施例は本発明を電動機駆動用
インバータの再起動制御回路に適用したものであるが、
本発明はその原理上、インバータのみならず整流装置や
チョッパ、サイクロコンバータ等、種々の電力変換装置
に適用可能である。また、電力変換の相数(三相、単相
等)も特に限定されるものではない。図1において、2
0は再起動制御の対象であるインバータ、30は交流電
源、40は整流装置、50は直流中間コンデンサ、60
は誘導電動機等の電動機であり、10がこの実施例にか
かる再起動制御回路である。
【0015】再起動制御回路10は、インバータ20の
直流入力電流及び交流出力電流をそれぞれ検出する電流
検出器1,2と、これらの出力から過電流発生を検出す
る過電流検出部3と、過電流波形が入力されるバッファ
4と、その出力に基づいて過電流波形の最大ピーク値や
最大ピーク値に至るまでの傾き(電流の増加率)等を記
憶する波形記憶部5と、過電流検出部3による過電流検
出信号に基づいてクロックを発生するクロック発生部6
と、上記クロックに従ってオンオフ制御されるスイッチ
9a,9bと、過電流検出部3の出力に従ってトリップ
頻度を検出するトリップ頻度検出部7と、波形記憶部5
及びトリップ頻度検出部7の出力に基づいてインバータ
20の再起動の要否、すなわち再起動するかあるいは永
久トリップ状態にするかを判断して制御動作する再起動
制御部8とから構成されている。
【0016】次に、この動作を説明する。まず、過電流
検出部3は、電流検出器1または電流検出器2の出力信
号がある設定レベルを越えたことによって過電流の発生
を検出する。過電流検出部3は、過電流検出時にクロッ
ク発生部6に信号を送ってこれを始動させ、発生クロッ
クによりスイッチ9a,9bをオンオフ制御する。これ
により、過電流検出部3によって検出された過電流波形
が、クロックのタイミングにしたがってサンプリングさ
れ、バッファ4を介して波形記憶部5に入力される。
【0017】波形記憶部5では、過電流波形を取り込ん
でその最大ピーク値やこれに至るまでの傾き等を記憶
し、これらの過電流波形の特徴を再起動制御部8に出力
する。再起動制御部8は、上述した過電流波形の特徴を
パラメータとして、これらに基づきインバータ20を再
起動するかどうかを判断し、再起動する場合には再起動
に必要な所定の制御信号を出力する。このとき、後述す
るトリップ頻度検出部7の出力信号により、トリップ頻
度が高いと判定された場合には、波形記憶部5の出力パ
ラメータに関係なく、永久トリップ状態として再起動し
ないこととする。
【0018】このように、第1の発明の実施例では、波
形記憶部5から出力された過電流波形の特徴をパラメー
タとして、再起動制御部8により再起動の要否を判断す
るが、その具体的基準である最大ピーク値や傾き、継続
時間等の設定値は再起動制御部8内に予め設定されてい
るものである。
【0019】一方、トリップ頻度検出部7は、過電流検
出部3から出力される過電流波形に基づき、過電流トリ
ップの発生時ごとに、過電流の大きさをある定量値に変
換して内部のバッファ(図示せず)に蓄えると共に、逐
次積算していく。また、この積算値は、インバータ20
のスイッチング素子のストレス等を考慮した所定の時定
数により減衰させるようにする。
【0020】図2はこの積算値の変化の様子を示してお
り、T1〜T4は過電流トリップ発生時、aは永久トリ
ップレベル、b〜eは各トリップ発生時の過電流の大き
さを換算した定量値である。この図から明らかなよう
に、本実施例では個々のトリップ発生時の過電流定量値
b〜eのみを判断対象とするのではなく、前回のトリッ
プによる過電流の影響(スイッチング素子のストレス
等)をも考慮して永久トリップの要否を判断する。例え
ば、トリップ発生時T2では、その時の過電流定量値c
だけでなく前回T1における過電流定量値bの減衰した
影響分b′をも考慮し、両者の積算値であるc+b′が
永久トリップレベルaを越えたか否かにより、再起動ま
たは永久トリップと決定する。
【0021】従って、短時間のうちに複数回の過電流ト
リップが集中して発生した場合には、積算値が大きな値
になって永久トリップレベルaを越えるため、これを再
起動制御部8により判定して永久トリップすなわち再起
動禁止を行なわせる。これにより、インバータ20やそ
の主回路、負荷である電動機60等の保護を図ることが
できる。なお、第2の発明において、再起動制御部8
は、内部に格納している永久トリップレベルaと再起動
制御部8から出力される過電流定量値の積算値とを比較
判定する機能を持っていればよい。ここで、永久トリッ
プレベルaは装置の破壊を防止する観点から、スイッチ
ング素子の種類や定格、過電流の種類等に応じて適宜設
定すればよい。
【0022】このように第2の発明の実施例は、主とし
てトリップ頻度検出部7及び再起動制御部8の動作を中
心とするものである。本実施例によれば、電流をパラメ
ータにしてトリップ頻度を検出しているため、ノイズに
よる誤動作のトリップを積算するおそれがなく、検出精
度の向上に寄与することができる。
【0023】ここで、第3の発明の実施例は、第1及び
第2の発明の実施例を組み合わせて図1のような構成と
することにより実現される。この実施例では、前記波形
記憶部5の出力とトリップ頻度検出部7の出力とを再起
動制御部8に入力して再起動の要否を判定するため、再
起動制御部8には、過電流波形の特徴をパラメータとし
て再起動の要否を判断し、かつ、永久トリップレベルa
と前記積算値とを比較判定して再起動の要否を判断する
機能の双方が必要である。この実施例によれば、より適
確に再起動ないし永久トリップの要否判断が可能な再起
動制御回路を構成することができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように第1の発明によれば、過電
流波形の特徴に応じて再起動の要否を判断するため、ア
ーム短絡や出力短絡、サージによるトリップ等、その発
生原因に応じた最適な再起動制御をきめ細かく行なえる
利点がある。また、第2の発明によれば、過電流定量値
として検出されるトリップ頻度に応じて再起動の要否を
判断するため、特に過電流トリップが短時間のうちに頻
発するような場合に再起動を中止して永久トリップ状態
とするような適確な制御が可能になる。また、単にトー
タルのトリップ回数を基準とせず、更に、ノイズによる
誤動作のトリップにも影響されないため、再起動制御の
信頼性を高めることができる。
【0025】第3の発明によれば、上記第1及び第2の
発明の結合により、一層適確な再起動制御が可能にな
る。例えば、連続運転を行なっているシステムであって
その運転が一旦停止しても再起動すれば生産物に影響を
与えない場合、何らかの原因により過電流トリップが発
生しても可能なかぎり自動復帰することで生産性を維持
することができ、また、装置破壊の危険がある場合には
永久トリップにより電力変換装置やその負荷の安全性を
確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】トリップ頻度検出部の動作を示す図である。
【符号の説明】
1,2 電流検出器 3 過電流検出部 4 バッファ 5 波形記憶部 6 クロック発生部 7 トリップ頻度検出部 8 再起動制御部 9a,9b スイッチ 10 再起動制御回路 20 インバータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力変換装置の過電流トリップ時の再起
    動を制御する制御回路において、 電力変換装置に流れる過電流を検出する過電流検出部
    と、 過電流検出部により検出された過電流を取り込んで過電
    流波形の特徴を記憶する波形記憶部と、 波形記憶部から出力される過電流波形の特徴に基づき電
    力変換装置の再起動の要否を判断する再起動制御部と、 を備えたことを特徴とする電力変換装置の再起動制御回
    路。
  2. 【請求項2】 電力変換装置の過電流トリップ時の再起
    動を制御する制御回路において、 電力変換装置に流れる過電流を検出する過電流検出部
    と、 過電流検出部により検出された過電流を取り込み、過電
    流の大きさに対応する定量値を所定の時定数により減衰
    させながらトリップ発生時ごとに積算するトリップ頻度
    検出部と、 トリップ頻度検出部から出力される積算値を永久トリッ
    プレベルと比較して電力変換装置の再起動の要否を判断
    する再起動制御部と、 を備えたことを特徴とする電力変換装置の再起動制御回
    路。
  3. 【請求項3】 電力変換装置の過電流トリップ時の再起
    動を制御する制御回路において、 電力変換装置に流れる過電流を検出する過電流検出部
    と、 過電流検出部により検出された過電流を取り込んで過電
    流波形の特徴を記憶する波形記憶部と、 過電流検出部により検出された過電流を取り込み、過電
    流の大きさに対応する定量値を所定の時定数により減衰
    させながらトリップ発生時ごとに積算するトリップ頻度
    検出部と、 前記波形記憶部から出力される過電流波形の特徴と、ト
    リップ頻度検出部から出力される積算値と、永久トリッ
    プレベルとに基づき電力変換装置の再起動の要否を判断
    する再起動制御部と、 を備えたことを特徴とする電力変換装置の再起動制御回
    路。
JP4140987A 1992-05-06 1992-05-06 電力変換装置の再起動制御回路 Withdrawn JPH05316750A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016100977A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 ファナック株式会社 二次破損防止機能を有するモータ駆動装置
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Effective date: 19990706